Патогенность и вирулентность. Характеристика факторов вирулентности. Токсины бактерий, их природа и свойства. Получение эндо- и экзотоксинов. Использование экзотоксинов.

Антигены – это любые генетически чужеродные агенты, которые, попав во внутреннюю среду организма или, образуясь внутри организма, вызывают специфическую иммунную реакцию (образование иммунных антител, выработку специфических клеток – сенсибилизированных Т-лимфоцитов и т.д.). Антитела, которые образуются в ответ на антиген, специфически взаимодействуют только с этим антигеном, в результате чего образуются комплексы антиген-антитело.

К антигенам относится огромное число биологически активных макромолекул, как правило, имеющих органическое происхождение (различные биополимеры). Это, в первую очередь, белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты и их комплексы с белками, имеющие растительное, животное, микробное происхождение или искусственно синтезированные вещества. Антигенами также являются бактерии, грибы, простейшие, вирусы, клетки и ткани животных, различные части и органоиды клеток (мембрана, рибосомы, митохондрии), микробные яды, экстракты гельминтов, яды многих змей и пчел.

К антигенам не относятся низкомолекулярные вещества органической и неорганической природы, которые являются структурными компонентами клеток и тканей или образуются в норме в результате обмена веществ (аминокислоты, хлорид натрия, этанол и др.).

Свойства антигенов.

1. Чужеродность – структурное отличие от собственных молекул, из которых состоит организм, которые определяют индивидуальность организма и наследственно закреплены за этим организмом (информация о структуре собственных молекул хранится в генах, в хромосомах), поэтому антигены распознаются иммунной системой, как чужеродные (не свои).

2. Антигенность – способность вызывать образование антител или сенсибилизированных лимфоцитов.

3. Иммуногенность - способность создавать иммунитет (относится к микробным антигенам).

4. Специфичность – способность взаимодействовать только с теми антителами, которые образовались в ответ на этот антиген. Специфичность определяется наличием на поверхности молекулы антигена определенного участка, который связывает антитело. Этот участок называется антигенной детерминантой или эпитопом. Он представляет собой определенную химическую группировку, которая как "ключ к замку" соответствует определенному участку на молекуле антитела. Именно по этому участку антитело "узнает" свой антиген и специфически связывает его. Таким образом, антитела связывают и нейтрализуют те антигены, которые вызвали их образование. Антигены могут иметь несколько эпитопов.

5. Макромолекулярность - антигенами могут быть вещества с молекулярной массой более 10 тыс. (но могут быть исключения, например, инсулин (М.в. 3800) является антигеном, а декстран (М.в. 100 тыс.) не является антигеном).

6. Жесткость структуры – наличие жестких структур на поверхности молекул, что необходимо для устойчивости детерминанты (чтобы "ключ" подходил к "замку"). Желатин имеет большой молекулярный вес, но не является антигеном, т.к. его молекула имеет очень подвижную структуру.

6. Коллоидное состояние - антиген должен быть в растворенном состоянии (представлен в виде коллоидного раствора). Кератин имеет большой молекулярный вес, но является нерастворимым белком, поэтому он не является антигеном.

Для антигенов белкового происхождения имеет значение способ введения. Они проявляют свойства антигенов только при парентеральном введении (минуя желудочно-кишечный тракт, где белки разрушаются до аминокислот и утрачивают антигенные свойства).

Виды антигенов.

Полные антигены способны вызывать синтез антител и связываться с ними. Это наиболее сильные антигены. К ним относятся белки и их комплексы с углеводами, липидами и нуклеиновыми кислотами. Они имеют 2 и более эпитопа, т.е. являются 2-х и более валентными.

Неполные антигены или гаптены – самостоятельно не вызывают синтез антител, но способны с ними связываться. Способны вызывать выработку антител после соединения с высокомолекулярными белковыми носителями. К гаптенам относятся вещества с небольшим молекулярным весом или более крупные молекулы, не обладающие способностью полных антител. Имеют одну детерминанту.

Полугаптены - неорганические радикалы (йод, бром, нитрогруппа), которые так же, как и гаптены, не вызывают образование антител, но приобретают эту способность после соединения с белками. В отличие от гаптенов не дают видимой реакции с антителами, но связывают и блокируют антитела. Полугаптенами могут быть лекарственные вещества, которые после соединения с белками организма, могут вызывать образование антител. При последующем введении такого лекарства может возникать непереносимость препарата.

Гетероантигены - общие антигены у разных видов живых существ (антигены эритроцитов человека и антигены возбудителя чумы).

Аллоантигены - разные антигены внутри одного вида (антигены эритроцитов человека с разными группами крови).

Аутоантигены - вещества и клетки собственных тканей, лишенные контакта с иммунокомпетентными клетками в эмбриональном периоде.

Антигенная структура бактериальной клетки.

Бактерии – это сложный комплекс антигенов. Каждый вид представляет собой целую мозаику антигенов.

Группоспецифические антигены – одинаковые у представителей разных видов, принадлежащих к одному роду или семейству.

Видоспецифические – одинаковые у представителей одного вида (характерные для данного вида).

Типоспецифические – одинаковые у разных вариантов одного и того же вида.

У бактерий имеются Н-, О- и К-антигены.

Н-антиген – жгутиковый – связан с сократительным белком жгутиков - флагеллином. Термолабилен, разрушается при 56 - 80С. После обработки фенолом сохраняет свои свойства

О-антиген – соматический. Этот антиген связан с клеточной стенкой бактерий. Термостабилен, сохраняется при кипячении 1-2 часа.

К-антиген – капсульный. Располагается более поверхностно, чем О-антиген и часто его маскирует. Для выявления О-антигена, необходимо кипячением разрушить К-антиген. К-антигены полисахаридной природы выявлены у пневмококков. У сибиреязвенных бацилл К-антиген – полипептид. К К-антигену относится Vi-антиген брюшнотифозных бактерий, обладающих высокой вирулентностью.

Протективный антиген – термолабильный белок, обладающий сильно выраженными иммуногенными свойствами. Такой антиген выделен из отечной жидкости сибиреязвенного карбункула. Протективные антигены образуют возбудители чумы, бруцеллеза, туляремии, коклюша.

Антигены возбудителей используются для получения вакцин и диагностических препаратов, которые используются для идентификации микроорганизмов по антигенной структуре.

Антигенная структура микробов в процессе эволюции может изменяться. Особенно большой изменчивостью антигенной структуры обладают вирусы.